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深入解析MEMS技术:微小机械的革新力量

百科大全 2025年03月27日 14:21 30 亦珊


湍流控制原理内容简介

在运动科学领域,流动控制和减阻问题至关重要,它关乎效率提升、能源节约和运动稳定性。通过控制边界层湍流,特别是壁湍流,科学家们得以深入研究并推动相关技术的进步。随着科技的飞跃,如湍流理论、数值方法、控制理论等的革新,以及材料科学和微电子机械系统(MEMS)技术的应用,流动控制已成为了流体力学研究的前沿领域,备受瞩目。

一本详尽讲解流动控制原理和策略的书籍,对于从事这方面的科研人员和高校师生来说,具有极高价值。书籍分为三个部分:第一篇探讨壁湍流的统计方法和谱方法,深入解析频谱、能谱、平均值、概率分布等概念,以及如何用傅里叶级数和契比雪夫多项式进行函数的谱展开。第二篇聚焦壁湍流的形成、拟序结构及其控制,包括边界层流动的稳定性、转捩过程和拟序结构的特征。第三篇则详细讨论壁湍流的控制策略,如壁面控制和实验研究的实例。

这些内容不仅有助于理解和解决实际运动中的阻力问题,还扩展到流体混合、雾化、污水治理和湍流燃烧等领域,显示了流动控制技术的广泛应用前景。阅读这样的书籍,将有助于深化对流动控制理论的理解,并推动相关技术的进一步发展。

微机电系统主要分类

微机电系统(MEMS)是一种先进的技术,主要利用微电子和微机械加工手段,将敏感元件如电容、压电等转化为电信号的器件和系统。它广泛应用于多种传感器,如面阵触觉传感器、谐振力敏感传感器和微型加速度传感器等。目前,传感器的发展趋势朝着阵列化、集成化和智能化方向发展,因其在自然界探索和自动化装置中的关键作用,未来在全球范围内将备受关注。

生物MEMS技术是MEMS领域的一个分支,它涉及制造化学/生物微型分析芯片,如驱动泵、控制阀等,能实现样品处理的全程操作。生物MEMS以其微型化、集成化和低成本的优势,具备分析效率高、实时通信等特性,被誉为生物和化学分析领域的革新力量。

光学MEMS,或称为微光机电系统(MOEMS),结合了微电子、微机械和光电子技术,用于开发新型光器件。MOEMS在显示投影设备和通信系统中有广泛应用,如数字微镜阵列芯片和光通信器件,以其体积小、成本低等优点见长。

射频MEMS技术则包括固定和可动器件,如微机械加工的传输线和滤波器,以及可变开关和调谐器等。技术层面从基本器件、组件到应用系统,展现了射频MEMS在通信领域的广泛潜力。

扩展资料

微机电系统是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。

一文了解几款常见的工业传感器,建议收藏!

探索工业智慧:揭示九款不可或缺的传感器技术

在工业领域,智能传感器如同工业创新的脉搏,它们融合了多学科的技术精华,以灵活、精准和广泛的应用而著称。下面,我们深入解析九款在工业界高频使用的传感器,它们是温度与湿度控制的守护者、光与力的转换者,以及各种复杂环境下的可靠伙伴。

1. 温湿度传感器

作为工业环境监控的基石,温湿度传感器搭载湿敏和热敏元件,能捕捉并处理温度与湿度信号。经过精密电路处理,它将这些信号转化为与之成线性的电流或电压输出,确保产品质量的精准控制。

2. 光电传感器

光电传感器利用光电效应,将光信号转化为电信号,广泛应用于光强检测、辐射测温、气体分析等非电物理量,以及物体尺寸、位置和状态识别等复杂应用。

3. 压力传感器

压力传感器是工业中的重要工具,它在水电、交通、建筑等多个行业发挥着至关重要的角色,通过感知压力变化,实现设备的精确控制与维护。

4. 霍尔传感器

霍尔效应的巧妙应用使得霍尔传感器在工业自动化和信息处理中大显身手,通过测量霍尔系数,我们能深入了解半导体材料的重要性质。

5. 接近传感器

接近传感器以非接触方式检测物体,提供开关信号,尤其在无需碰撞的自动化环境中,它的存在让工业操作更为智能化和高效。

6. MEMS传感器

作为微电子与机械工程的结晶,MEMS传感器在工业控制中发挥关键作用,能够精确测量位置、速度等多维度的物理量,推动了技术的革新。

7. 扭矩传感器

扭矩传感器,如同精密的力矩测量仪,通过应变片技术,实时监测旋转机械的扭力,为工业设备提供精确的动态数据。

8. 光纤传感器

光纤传感器以其卓越的抗干扰性和恶劣环境适应性,成为工业环境监控的理想选择,尤其在远程和危险区域,它的应用潜力不可估量。

9. 位移传感器

位移传感器,如同精确的尺子,将物理位移转化为电能,广泛应用于自动化和建筑领域的精准测量和监控。

这些工业传感器的卓越性能和广泛应用,共同构建了现代工业的智慧基础,它们的精确度和可靠性,是推动制造业迈向更高效、更绿色未来的基石。无论是在生产线上还是科研实验室,它们都扮演着不可或缺的角色,值得我们深入了解和珍藏。

半导体先进封装“玻璃通孔(TGV)”工艺技术的详解;

对于了解过硅通孔(TSV)技术的朋友,可能对玻璃通孔(TGV)这个新名词并不陌生。尽管TSV在先进封装领域如2.5D interposer和3D封装中占据重要地位,但TGV的潜力正逐渐被挖掘,有望成为未来封装技术的常客。本文将深入解析TGV工艺在封装领域的应用和未来趋势。

根据Semicon Solutions专家的研究,TGV技术在学术界已经有十多年的研究历史,近年来技术日益成熟,各大企业纷纷将其应用于显示面板、医疗器械和半导体封装等不同领域。TGV作为可能替代硅基板的选择,正在成为研究的焦点。

TGV工艺技术详解

TGV技术是通过玻璃基板实现垂直电气互连,与TSV形成对比。相较于硅基转接板,TGV具有成本低、电学性能优越等优势。其工艺包括成孔技术(如激光诱导刻蚀)、填孔技术(金属填充或导电胶)以及高密度布线(如精细线路转移或光敏介质嵌入)。

相较于TSV,TGV在电学性能上更优,由于玻璃的绝缘性,信号传输损失小,适合高频应用。同时,大尺寸超薄玻璃材料的广泛可用性降低了成本,并简化了工艺流程。机械稳定性方面,薄玻璃衬底的翘曲问题相对较小。

国内外的研究机构和企业如中科院合肥智能所、沃格光电等都在TGV技术上取得突破,设备制造商如大族激光、帝尔激光也推出了相关设备。一些公司如钛升科技和蓝特光学展示了具有创新性的样品,表现出优异的性能。

TGV的应用领域

TGV技术在三维集成无源元件、嵌入式玻璃扇出封装、MEMS封装以及集成天线等方面展现出了显著的优势。例如,玻璃基板上的IPD制作,以及用于高密度封装的玻璃扇出技术,都利用了TGV的优良特性。

总的来说,玻璃通孔(TGV)工艺技术正处在快速发展阶段,其在先进封装领域的应用前景广阔。随着技术的成熟和市场推广,TGV有望成为未来封装技术的重要组成部分。

投研智北针|军民智造洞察:惯性导航之陀螺仪行业浅析(上)

探索军民融合的智能制造新领域:陀螺仪行业深度解析(上)

在现代科技的驱动下,惯性导航系统凭借其自主性、隐蔽性和低噪声特性,日益成为精密定位与导航的关键组件。陀螺仪作为核心器件,经历了光学、MEMS、半球谐振等技术的迭代升级,每一步都影响着其性能与市场前景。

技术突破与市场潜力

西安精谐科技在半球谐振陀螺领域展现出技术优势,尤其在小型化和高可靠性方面表现出色,推动着这一市场的快速增长。半球谐振陀螺以其高精度和长寿命,正在逐步打破传统技术的局限,被誉为惯性导航领域的一股革新力量。与光学陀螺相比,半球谐振陀螺不仅精度更高,而且体积更小、可靠性更强,SAFRAN公司对其C-SWaP(成本、尺寸、重量和性能)的评价更是体现了其在行业内的领先地位。

在精度方面,激光陀螺凭借Sagnac效应,尽管精度高,但成本高昂,主要应用于航空航天和军事领域。光纤陀螺则以其结构坚固、无运动部件的特性,适用于高精度和民用场景,尽管精度提升会带来体积增大,但其抗闭锁特性使其在应用中具有竞争优势。

市场前景与应用领域

全球惯性导航陀螺市场预计将迎来显著增长,从2019年的约230亿元人民币,到2025年将攀升至300亿元,2030年有望达到370亿元。这个市场的繁荣主要得益于国防军事、航海航空、航天器姿态控制、精确制导武器、军用飞机导航等领域的广泛应用。

从应用场景来看,战略级至战术级的半球谐振陀螺,以及导航级和战术级的激光陀螺和光纤陀螺,分别满足了不同精度需求。而在消费级市场,低成本的MEMS陀螺则在电子、汽车和工业自动化等领域发挥着重要作用。

投资洞察

尽管市场前景广阔,但投资者需谨慎对待,由于技术更新迅速,市场波动风险不容忽视。掌握陀螺仪技术的创新者和生产者将有望在未来的竞争中脱颖而出,为军民融合智能制造贡献重要力量。深入研究产品性能指标、技术发展趋势和市场动态,是投资决策中不可或缺的部分。

参考资料

本文信息来源于《陀螺仪主要精度指标和测试方法》、《光纤陀螺测试方法》等专业文献,以及航天器姿态控制、精确制导武器等领域的学术文章和会议论文,旨在为读者提供全面深入的行业洞察。

独家专访| 拜安科技总经理俞红鹰:MEMS光纤传感器赢在哪儿?

光纤传感技术与光子学的深度融合,在自动驾驶、绿色能源和智能生活等领域发挥着关键作用。光传感器作为高技术产品,凭借其精度高、反应快、非接触、可测参数多、结构简单、非破坏性测量、几乎不受干扰、高速传输以及可遥测、可遥控等优点,在众多技术中脱颖而出,广泛应用于多个领域。

上海拜安传感技术有限公司总经理俞红鹰,凭借其在电机专业领域的深厚知识和对风能领域的长期贡献,引领拜安科技深耕光纤传感技术,以解决“雪龙2”破冰船的船体大结构损伤实时在线监测难题为里程碑事件,助力“雪龙2”成功探索南极,同时打破技术壁垒,赋能多个应用行业。

拜安科技专注于MEMS光纤传感器技术,其优势在于体积微小、性能稳定、参数一致性好,与光纤传感技术相结合,克服了现有传感器的“宽频”与“高精度”相互制约,具备无源、宽温、传输距离远、抗电磁干扰和长期精准测量等优点。该技术使得物联网大规模应用、工业4.0、智能制造等发展得到助力和赋能。

在实现“碳中和”的道路上,拜安科技通过技术革新助力风电等行业发展,成为实现这一目标的关键力量。利用光纤传感器无源、无需供电、不受电磁干扰、不怕雷击冲击、寿命长的优势,拜安科技形成了完整的叶片及塔架故障监测系统,为多家风力发电主机厂商提供服务。此外,拜安科技还为轨道交通、船舶海工、航天航空、石油化工、电力等领域的进一步物联化、数据化提供感知技术与决策支持。

展望未来,拜安科技制定了“产品销售和服务双百亿企业”的长期目标,致力于将产品技术延伸到更多不同的领域,为工业互联网传感器的领导者地位而努力。同时,随着光纤传感技术的不断发展和完善,其在军事、国防、航天航空、工矿企业、能源环保、工业控制、医药卫生、计量测试、建筑等领域中的应用将更加广泛。拜安科技将继续推动中国光传感市场走向新一轮高峰。

认识SiTime MEMS硅晶振

电子世界的进化:SiTime MEMS硅晶振的突破性创新

随着电子系统设计向着高度集成与极致轻薄的未来迈进,传统时钟产品,如石英和压电陶瓷,正面临严峻挑战。在追求小型化与性能提升的过程中,它们难以兼顾可靠性与精度,尤其在薄至0.8mm的极限下,物理限制使得它们的抗冲击能力大打折扣,这对制造成本和良率构成了巨大压力。

MEMS技术的革新力量

然而,SiTime的出现改变了这一局面。这家全球领先的全硅MEMS时钟供应商,凭借源自BOSCH的先进技术和仿真优化,其产品由集成有高性能模拟电路的MEMS谐振器与ASIC芯片组成,这一切都在标准的CMOS工艺下实现。这不仅实现了大规模生产,而且通过标准化工艺和严格的质量控制,显著提升了产品良率,降低了生产成本,这些都是传统材料所无法企及的。

设计的智能与灵活性

SiT8003、SiT8003XT和SiT8033的相继推出,标志着SiTime在全硅MEMS领域的新里程碑。这些振荡器不仅拥有全球最低功耗和最短启动时间,还具备可编程特性。据SiTime全球产品市场总监Jeff Gao介绍,SiTime的目标是彻底取代传统时钟组件,通过硅的物理特性,其产品在体积、成本和设计灵活性上超越了石英。全硅MEMS振荡器内置谐振器,无需额外晶振,大大简化了系统设计;其稳定性提升至石英产品的10倍,精确度达±25PPM,且在EMI抑制和宽温工作范围上也更具优势。

Jeff Gao强调,SiTime的全硅MEMS振荡器具有1.8V~3V~3.3V的宽输入电压范围,1~200MHz的频率选择,以及2.5×2.0~7.0×5.0的尺寸选项。它们还内置fractional-N PLL和非易失性存储器,允许对频率、电压和精度进行灵活编程,以适应不同应用场景的需求。

市场潜力与未来展望

SiTime亚洲区业务副总裁David Hsieh认为,全硅MEMS时钟产品凭借标准化和可编程性,为设计师提供了前所未有的灵活性和快速响应。新产品的低功耗特性,如3.5mA的正常工作电流和10μA的睡眠电流,以及3.5ms的启动时间,简化了供应链管理,降低了成本,缩短了采购周期。随着电子系统功能的提升,对频率需求的增长显著,如智能卡、USB功能的增加,预示着全球振荡器市场将在2010年达到惊人的550亿美元,其中计算机、HC SIM&Smart Card以及消费类电子市场分别占据重要份额。而全硅MEMS无疑是新兴应用如存储卡的理想选择,引领着时钟技术的未来。

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